阿勒泰地区共辖7个县级行政区，包括1个县级市，6个县，分别是阿勒泰市，布尔津县、哈巴河县、吉木乃县、福海县、富蕴县、青河县。 [7]  阿勒泰地区行署驻阿勒泰市解放路341号。

阿勒泰地区位于新疆维吾尔自治区北端、伊犁哈萨克自治州东北部，地处阿尔泰山中段西南麓、准噶尔盆地北部，介于东经85°31′36″—91°04′23″，北纬45°00′00″—49°10′45″之间。总面积11.8万平方千米。 [29]  约占全疆总面积的7.1%。阿勒泰地区东西长约422千米，南北宽约464千米。阿勒泰地区南部从东向西，依次与昌吉回族自治州的奇台县、吉木萨尔县、阜康市、昌吉市和乌鲁木齐市米东区比邻；西南部与塔城地区的和布克赛尔蒙古自治县相连；东部与蒙古国、西部与哈萨克斯坦、北与俄罗斯接壤。边境线长1197千米，其中中哈边境线长396千米、中俄边境线长54千米、中蒙

阿勒泰地区地貌类型复杂多样，主要划分为山地、丘陵、平原和沙漠。阿尔泰山山脊线沿中哈、中俄、中蒙边界连绵800多千米，位于中蒙边境上的友谊峰，主峰海拔4374米。阿勒泰地区主要河流均发源于阿尔泰山地。位于地区西部的萨吾尔山脉，横贯吉木乃县与和布克赛尔蒙古自治县交界处，主峰木斯岛山海拔3835米。丘陵主要分布在山麓缓坡地带和准噶尔盆地东北部，其间矿苗外露，易于开采，是地区主要成矿区域。平原分布在额尔齐斯河河谷、乌伦古河河谷及其他河流中下游。沙漠分布于福海县、富蕴县南部及哈巴河县、布尔津县、吉木乃县局部地区。最低海拔317米（富蕴县三个泉洼地）。 [8] 

阿勒泰地区地处欧亚大陆腹地，纬度较高，属典型的温带大陆性寒冷气候，其特点是夏季干热，冬季严寒，平原地区降水量少，蒸发量大，昼夜温差大，光照充足，全年多季风。年均气温0.7℃—4.9℃，极端最低温度-51.5℃，极端最高温度42.2℃。平原地区年均降水量131—223毫米，年蒸发量1367—2066毫米，无霜期123—152天，全年日照时数2829—3045小时。 [8] 

阿勒泰地区是新疆丰水区之一。有额尔齐斯河、乌伦古河、吉木乃山溪三大水系，大小河流共56条。 [9]  较大的湖泊有乌伦古湖、喀纳斯湖、吉力湖等。 [10] 

阿勒泰地区境内有各类冰川417条，总面积293.2平方千米。年储冰量为164.92亿立方米，折合储水量为148.43亿立方米。三大水系流域面积9.57万平方千米 [10]  ，年总径流量133.7亿立方米，其中，地表径流量为122.5亿立方米，占自治区地表径流量的14.7%。开发利用的地表径流量仅28亿立方米，其余都流入哈萨克斯坦共和国境内。额尔齐斯河是新疆的第二大河流，在中国境内干流总长593公里，年径量为119亿立方米。阿勒泰地区水能理论蕴藏量4750.71兆瓦，可装机容量2139兆瓦。额尔齐斯河河谷风区属于新疆九大风区之一，预计可装机150万千瓦。全地区有各类水库共48座（其中大型水库2座、中型水库11座、小型水库35座），总库容9.36亿立方米。

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